[发明专利]一种干贮式复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种干贮式复合纳滤膜及其制备方法。所述复合纳滤膜以聚四氟乙烯(PTFE)微滤膜为多孔基膜，首先通过依次浸泡水相溶液和有机相溶液生成不完整的聚酰胺层，用以改善PTFE基膜的形貌；并在随后的热处理过程中将基膜孔道内残留的水相溶液提升至表面；之后，仅需再次浸泡有机相溶液即可完成第二次界面聚合反应，在最上层生成完整的聚酰胺分离层，完成第二次热处理后即制得具有耐干燥能力的复合纳滤膜。本发明制备方法在具有大孔结构的微滤膜上以简便、快捷的方式构建了具有纳米级褶皱结构的聚酰胺分离层，由此获得的复合纳滤膜分离效果良好，在无需添加保护剂的条件下就可进行干燥贮存，大大降低了纳滤膜的贮存与运输难度。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，特别涉及一种干贮式复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤膜作为纳滤工艺的核心元件，在食品、医药、环保等领域备受关注。目前，主要通过溶液涂覆或界面聚合在多孔支撑层上合成分离层的方法制得。商品纳滤膜的支撑层普遍选用聚砜或聚醚砜超滤膜，一旦完全干燥，会导致孔道坍塌，微孔封闭，透水性能大幅下降。其中支撑层的不耐干性是导致商品纳滤膜无法干燥贮存的主要原因。为克服这一缺陷，业内通过涂覆甘油、聚甘油等有机试剂对孔道结构进行保护后再进行干燥、贮存。保护剂的使用不仅使生产成本增加，还会因其在运行初期溶于水中，导致早期产水的有机物浓度升高。而保护剂一旦流失，膜元件也同时再次失去干燥贮存的能力。因此，为彻底解决纳滤膜无法干燥贮存的问题，必须选用干燥前后性能稳定的基膜，以保证干燥后纳滤膜的透水性。

PTFE膜具有良好的化学稳定性，热稳定性及较高的机械强度，膜孔道结构稳定，可以作为基膜用于生产干贮式纳滤膜。但由于PTFE滤膜在生产过程中涉及电纺丝/拉伸开裂,熔融固化等工序，导致膜表面存在大量纤维-结节结构，不利于构建连续的水油界面，进而难以生成致密无损的聚酰胺分离层。专利CN201910895979.6提出一种PTFE基纳滤膜的制备方法，该方法在亲水改性的PTFE膜纤维间填充海藻酸钠钙沉淀物，同时添加棒状纳米氧化锌对沉淀物进行加固，制得中间PTFE基膜，并在此基础上进行界面聚合反应，最终制得PTFE复合纳滤膜。该方法在实施过程中操作条件多且耗时较长。因此，需开发一种制备流程简短、操作简单，高效省时的制备方法，实现在PTFE微滤膜上的制备聚酰胺分离层，进而得到耐干燥能力的复合纳滤膜。

发明内容

为了解决现有技术中纳滤膜产品难以在不使用保护剂的条件下进行干燥贮存的问题，本发明的目的是提供一种干贮式复合纳滤膜及其制备方法。

为了实现本发明的发明目的，本发明的技术方案具体如下：

第一方面，本发明提供了一种干贮式复合纳滤膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)以聚四氟乙烯(PTFE)微滤膜作为界面聚合的支撑基膜，并对其进行清洗和干燥处理；

2)配制溶有多元胺单体的水相溶液A和溶有多元酰氯单体的有机相溶液B；

3)将步骤1)中经过清洗和干燥处理的PTFE支撑基膜固定在底部封闭的板框模具内，随后倒入步骤2)所述的水相溶液A，使水相溶液A将PTFE支撑基膜表面完全浸没，随后倒掉溶液，并用柔性橡胶板刮除表面多余液滴；

4)将步骤2)所述的有机相溶液B浸润步骤3)所得样品的表面，静置反应10～60s，倒掉有机相溶液B；

5)立即用正己烷冲洗步骤4)所得样品的表面，冲洗完成后需要在膜表面剩余部分正己烷，其中正己烷的残留量控制在70～150mL/m²；

6)将步骤5)所得样品连同板框模具一起置入烘箱中，在40～60℃下热处理2～5min；

7)采用柔性橡胶刮板刮除膜表面在热处理过程中形成的含有水相单体的肉眼可见的液滴，且使膜面保持“潮而不湿”的状态，随后再次加入步骤2)所述的有机相溶液B，反应10～60s后，倒掉有机相溶液；